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文档简介

导师 唐平教授答辩人 梁英蓬 任意角度的切片提取方法研究 选题背景与意义研究内容与技术分析实验结果分析 内容提要 广东工业大学与中山大学附属第一医院共同基金项目 由中山医提供二维CT切片 在VTK平台三维重建的基础上 我们实现切片的任意切割与提取 有效提高医疗的精确度 选题背景 对于在术前对受种植区的诊断 更需要对其断层图像进行三维可视化处理 为手术前制定手术方案提供可靠的依据 但由于目前国内相关研究非常少 多数引进国外系统 价格昂贵 所以医学图像三维可视化及交互方面的研究 特别是计算机三维虚拟环境中研究颌面手术种植体任意角度切割与提取具有重大的现实意义 选题意义 1 VTK平台以及三维重建的体绘制2 切片生成的原理以及在VTK中的实现 提出一种基于样条曲线的任意切片序列切割与提取算法 并设置简单人机交互 相关技术的介绍 VTK可视化流程系统 6 VTK可视化结果 医学图像三维重建技术分析 体绘制技术对原始数据进行分类 赋予每个体素相应的颜色和阻光度 通过图像空间的重采样和光线投射积分得到绘制图像 体绘制的步骤主要可分为投射 渲染和合成三个步骤 9 数据获取 数据处理 视觉变换 体素绘制和累加 显示 体绘制的过程 三维重建实验结果 一 VTK深度缓存机制 实现任意切割相关技术介绍 二 各种坐标转换关系 实现虚拟切割的流程 规则面 冠状面 矢状面和水平面 在医生日常诊断中 冠状面 矢状面和水平面这三个方向的切面图像有着非常重要的意义 vtkImagePlaneWidget类实现规则面的虚拟切割 任意方向的虚拟切割 由平面的点法式方程可知 给定平面上的一个定点坐标以及该平面的法向量 则由点法式方程可唯一确定平面 因此 要获取体图像某方向和部位虚拟切片时 只需要确定平面上的一个定点以及该平面的法向量则可以确定虚拟切片的位置 vtkImplicitPlaneWideget实现任意面的虚拟切割 vtkImagePlaneWidge任意切割 vtkBoxWidge的函数对重建模型进行盒状切割 样条曲线的生成和切线计算方法 选用包含5个控制点的基于Kochanek样条曲线vtkCardinalSpline 将生成结果放入选定的观察面 通过拖动控制点 由棕色小球表示 可以实时动态调整曲线形状 其效果如下图 虚拟切片序列提取算法流程图 基于vtkKochanekSpline切割 右图为以红色边缘的切片为中心的切片序列 共9张 选择n 4 左右各4张 每张相隔1mm 从图中可以对比观察到不同切片的骨量差异 基于vtkKochanekSpline切割 论文创新 SimPlant软件及Nobel Guide软件只能垂直剖面的直观视图 本论文创新之处 任意给定点的任意方向切面生成方法和提取技术并提出一
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